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        改進(jìn)WRR算法的變電站高頻暫態(tài)信號(hào)捕獲仿真方法

        2021-04-11 14:56:16深圳供電局有限公司張新慈
        電子世界 2021年6期
        關(guān)鍵詞:參量暫態(tài)隊(duì)列

        深圳供電局有限公司 張新慈

        北京科東電力控制系統(tǒng)有限責(zé)任公司 焦 濤 萬(wàn)志遠(yuǎn)

        加權(quán)循環(huán)所有業(yè)務(wù)隊(duì)列服務(wù)簡(jiǎn)稱為WRR算法,能夠?qū)?yōu)先執(zhí)行權(quán)首先分配給享有較高優(yōu)先級(jí)能力的隊(duì)列項(xiàng)目。在大多數(shù)情況下,相對(duì)于低等級(jí)的優(yōu)先權(quán)限來(lái)說(shuō),WRR算法首先處理高等級(jí)的優(yōu)先項(xiàng)目文件,但在高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)對(duì)象相對(duì)較多時(shí),低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)也并不會(huì)被控制主機(jī)完全屏蔽。與其它信號(hào)處理手段不同,WRR算法對(duì)隊(duì)列組織的調(diào)度能力進(jìn)行了著重強(qiáng)調(diào),能夠在保持已進(jìn)行業(yè)務(wù)對(duì)象執(zhí)行能力的同時(shí),對(duì)其它業(yè)務(wù)主題進(jìn)行分類處理,再?gòu)闹刑暨x出最符合應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)對(duì)象參量。對(duì)于處在業(yè)務(wù)流排列隊(duì)伍中的執(zhí)行對(duì)象來(lái)說(shuō),WRR算法可為每一隊(duì)列結(jié)構(gòu)匹配一個(gè)固定的權(quán)值參量,一方面滿足高頻信號(hào)的實(shí)際傳輸需求,另一方面使整個(gè)隊(duì)列環(huán)境中的權(quán)值總和時(shí)刻趨于穩(wěn)定。因此,在處理復(fù)雜化的高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)隊(duì)列時(shí),WRR算法能夠避免過(guò)度占用網(wǎng)絡(luò)帶寬事件的發(fā)生,且可在無(wú)硬件條件的作用下,實(shí)現(xiàn)對(duì)寬帶利用率指標(biāo)的準(zhǔn)確計(jì)算。

        1 改進(jìn)WRR算法的應(yīng)用

        1.1 WRR算法的提出

        變電站高頻控制主機(jī)根據(jù)用戶對(duì)象所提出連接請(qǐng)求及指令內(nèi)容的不同,首先需要確定多個(gè)優(yōu)先級(jí)處理?xiàng)l件,再按照與暫態(tài)信號(hào)傳輸頻率有關(guān)的物理參量,定義多個(gè)算法函數(shù),其中既包括高頻暫態(tài)信號(hào)參量的綜合體結(jié)構(gòu),也包括WRR算法的實(shí)際施用范圍。但由于信號(hào)傳輸誤碼率條件的存在,這種計(jì)算操作原理的處置行為相對(duì)較為粗糙,并不適用于較為完善的變電站應(yīng)用環(huán)境。如圖1所示。

        圖1 WRR算法執(zhí)行原理

        1.2 WRR算法性能評(píng)價(jià)

        假設(shè)WRR算法的服務(wù)時(shí)間為t,在整個(gè)變電站高頻暫態(tài)信號(hào)處理空間內(nèi),服務(wù)時(shí)間的平均值為,每個(gè)信號(hào)參量需要消耗w個(gè)時(shí)間片。從而有:

        若某個(gè)暫態(tài)信號(hào)剛好需要w個(gè)時(shí)間片的服務(wù)時(shí)間,則該信號(hào)就會(huì)進(jìn)入WRR算法的等待隊(duì)列中。

        1.3 WRR算法實(shí)現(xiàn)原理

        若不考慮其它條件因素對(duì)變電站高頻暫態(tài)信號(hào)傳輸行為造成的干擾,則可認(rèn)為WRR算法強(qiáng)度能夠直接影響變電站控制主機(jī)最終所捕獲到的信號(hào)數(shù)據(jù)總量,一般情況下,WRR算法應(yīng)用強(qiáng)度越高,變電站控制主機(jī)所捕獲到的信號(hào)數(shù)據(jù)總量也就越大,反之則越小。規(guī)定在一個(gè)電量執(zhí)行周期T內(nèi),高頻暫態(tài)信號(hào)的最大傳輸量只能達(dá)到R,且隨變電站高壓輸入端電子流量值的改變,上述物理量的數(shù)值水平基本不會(huì)出現(xiàn)較大的變化,聯(lián)立公式(1),可將WRR算法在變電站環(huán)境下的實(shí)際應(yīng)用權(quán)限定義為:

        其中,α1、α2分別代表兩個(gè)不同的高頻暫態(tài)電信號(hào)傳輸特征值。

        1.4 WRR算法優(yōu)化

        WRR算法優(yōu)化可在已知算法實(shí)現(xiàn)原理的基礎(chǔ)上,對(duì)個(gè)別變電站高頻節(jié)點(diǎn)處的暫態(tài)電量信號(hào)進(jìn)行集中處理,并可通過(guò)分級(jí)標(biāo)注的方式,多所有電量信號(hào)進(jìn)行命名,實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站控制主機(jī)信號(hào)捕獲時(shí)間的合理節(jié)約。一般情況下,隨變電站工作時(shí)間的延長(zhǎng),個(gè)別高頻節(jié)點(diǎn)處的電量信號(hào)會(huì)出現(xiàn)明顯累積的變化狀態(tài),且由于WRR算法的存在,相鄰電量信號(hào)之間的干擾作用強(qiáng)度也會(huì)不斷增大,直至核心控制主機(jī)能夠?qū)⑺写齻鬏旊娦盘?hào)完全收入調(diào)制范圍之內(nèi)。WRR算法優(yōu)化的實(shí)際處理流程相對(duì)較為復(fù)雜,需要多個(gè)電量應(yīng)用指標(biāo)的共同配合,但在整個(gè)優(yōu)化處理過(guò)程中,變電站核心控制主機(jī)的應(yīng)用干擾能力始終保持不變。

        2 變電站高頻暫態(tài)信號(hào)捕獲方法

        2.1 前端射頻結(jié)構(gòu)

        前端射頻結(jié)構(gòu)位于變電站輸電控制網(wǎng)絡(luò)的前饋應(yīng)用單元中,可準(zhǔn)確記錄高頻暫態(tài)信號(hào)在既定時(shí)間內(nèi)的傳輸與消耗行為,并可根據(jù)不同連接元件實(shí)際負(fù)載電壓與電流值的不同,為其分配定量的電子信號(hào)流量,使整個(gè)變電站供電網(wǎng)絡(luò)能夠長(zhǎng)時(shí)間保存較強(qiáng)的電量調(diào)度能力。從實(shí)用性角度來(lái)看,該元件的執(zhí)行控制能力較強(qiáng),能夠較好掌握變電站供電網(wǎng)絡(luò)中的電子變換需求,并可在無(wú)外界干擾的情況下,對(duì)剩余傳輸電子量進(jìn)行妥善處理。根據(jù)設(shè)備體自身連接應(yīng)用狀態(tài)的不同,可將前端射頻結(jié)構(gòu)分為直流型、交流型、交直流變化型等多種連接形態(tài)。

        表1 EDR指標(biāo)對(duì)比表

        2.2 基帶信號(hào)處理

        基帶信號(hào)是指變電站輸電網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中,最底層的暫態(tài)型高頻電子傳輸信號(hào),具備高效性與不可逆性。所謂高效性是指在變電站輸電網(wǎng)絡(luò)體系中,基帶信號(hào)的實(shí)際傳輸頻率最高,能夠在忽略誤差捕獲行為的情況下,對(duì)所有電量文件進(jìn)行聚合處理,再借助既定信道結(jié)構(gòu)體,將這些信號(hào)參量直接傳輸至下屬應(yīng)用位置處。

        2.3 暫態(tài)信號(hào)捕獲定位解算

        暫態(tài)信號(hào)捕獲定位解算是實(shí)現(xiàn)WRR算法的必要應(yīng)用環(huán)節(jié),可在基帶信號(hào)參量的支持下,計(jì)算相鄰節(jié)點(diǎn)位置間的電壓傳輸差與電流傳輸差,并可根據(jù)本次傳輸任務(wù)所設(shè)定的電子量干擾強(qiáng)度,對(duì)整個(gè)變電站輸電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行合理規(guī)劃,從而使得最終信號(hào)捕獲處理結(jié)果具有較強(qiáng)的應(yīng)用可行性。一般來(lái)說(shuō),變電站輸電網(wǎng)絡(luò)所蘊(yùn)含的高頻暫態(tài)信號(hào)量越大,整個(gè)電網(wǎng)環(huán)節(jié)的傳輸穩(wěn)定性也就越高,反之則越低。基于此可通過(guò)穩(wěn)定電量傳輸環(huán)境的方式,使高頻暫態(tài)信號(hào)的連接強(qiáng)度在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到最高,并可在變電站控制主機(jī)不被外界輸電行為干擾的前提下,實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)參量的捕獲處理。

        2.4 捕獲概率

        捕獲概率計(jì)算是改進(jìn)WRR算法變電站高頻暫態(tài)信號(hào)捕獲仿真方法搭建的末尾處理環(huán)節(jié),可在綜合變電站網(wǎng)絡(luò)中所有待傳輸電子信息參量的同時(shí),確定既定時(shí)間內(nèi)的電信號(hào)干擾強(qiáng)度,并以此為條件,對(duì)整個(gè)電網(wǎng)傳輸環(huán)境進(jìn)行規(guī)劃。

        3 對(duì)比實(shí)驗(yàn)分析

        為驗(yàn)證改進(jìn)WRR算法變電站高頻暫態(tài)信號(hào)捕獲仿真方法的實(shí)際應(yīng)用性,設(shè)計(jì)如下對(duì)比實(shí)驗(yàn)。已知EDR指標(biāo)能夠描述變電站核心控制主機(jī)所具有的高頻暫態(tài)信號(hào)捕獲處理能力,且一般情況下,EDR指標(biāo)數(shù)值越大,變電站核心控制主機(jī)所具有的高頻暫態(tài)信號(hào)捕獲處理能力也就越強(qiáng),反之則越弱。下表記錄了實(shí)驗(yàn)組、對(duì)照組EDR指標(biāo)的實(shí)時(shí)數(shù)值情況。

        分析表1可知,隨著實(shí)驗(yàn)時(shí)間的延長(zhǎng),實(shí)驗(yàn)組EDR指標(biāo)保持先上升、再穩(wěn)定的數(shù)值變化趨勢(shì),全局最大值達(dá)到了85.03%,且能夠維持10min的絕對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。對(duì)照組EDR指標(biāo)在小幅下降趨勢(shì)后,開(kāi)始逐漸呈現(xiàn)階梯狀上升的變化狀態(tài),且整體上升幅度明顯大于實(shí)驗(yàn)前期的下降幅度,但全局最大值僅能達(dá)到43.58%,與實(shí)驗(yàn)組極大值相比,下降了41.45%。綜上可知,隨著改進(jìn)WRR算法變電站高頻暫態(tài)信號(hào)捕獲仿真方法的應(yīng)用,EDR指標(biāo)數(shù)值確實(shí)得到了一定程度的促進(jìn),能夠較好維護(hù)變電站核心控制主機(jī)所具有的高頻暫態(tài)信號(hào)捕獲與處理能力。

        結(jié)束語(yǔ):從實(shí)用性角度來(lái)看,改進(jìn)WRR算法變電站高頻暫態(tài)信號(hào)捕獲仿真方法能夠?qū)ψ冸娬竞诵目刂浦鳈C(jī)所具有的高頻暫態(tài)信號(hào)捕獲與處理能力進(jìn)行較好保護(hù),且隨著輸出電子量水平的增大,該方法也不會(huì)出現(xiàn)較為明顯的數(shù)值計(jì)算誤差,較為符合電網(wǎng)傳輸環(huán)境的實(shí)際應(yīng)用需求,與傳統(tǒng)信號(hào)捕獲方法相比,具備較強(qiáng)的實(shí)用可行性。

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